采用傳統(tǒng)測量技術(shù)進(jìn)行復(fù)雜立交橋工程測量的方法和措施
摘要:鄭州嵩山路—黃郭路—南三環(huán)路立交橋工程的主橋、匝道定位放線、標(biāo)高傳遞、變形觀測等施工測量工作,采用了傳統(tǒng)的三角網(wǎng)控制技術(shù)，要求施工測量人員要具有高度的責(zé)任心，認(rèn)真學(xué)習(xí)測量規(guī)范，熟悉設(shè)計(jì)文件，掌握施工計(jì)劃，結(jié)合現(xiàn)場條件，精心放樣，并隨時(shí)檢查、校核，確保了工程質(zhì)量和施工的順利進(jìn)行。
Traditional measurement techniques for complex overpass engineering survey methods and measures
Puyang Vocational and Technical College ( yuan jun li ) 457000
Abstract: ZhengzhousongshanRoad-huangguoRoad - South Third Ring Road overpass project the main bridge, take ramp positioning line, elevation of transfer, deformation of the work of construction survey observations, the use of the traditional triangular network control technology, construction surveying requirements should have a high degree of responsibility, conscientiously study and measurement of norms, familiar with the design documents, construction master plans, combined with field conditions, carefully setting out, and keep checking, checking to ensure that the quality of engineering and construction can proceed smoothly.
【關(guān)鍵詞】：立交橋 工程測量 三角網(wǎng) 平面控制
Key words: Overpass; Engineering Surveying; Triangulation;Control Plane
工程概況:鄭州嵩山路—黃郭路—南三環(huán)路立交橋工程位于鄭州市西南部，南三環(huán)與嵩山路、黃郭路、鄭密公路（S316）交匯處，其中，嵩山路為鄭石高速（鄭州—石人山）的連接線,北-嵩山路為城市主干道，南-黃郭路為鄭石高速連接線為城市快速路，東西南三環(huán)為城市快速路，西南-省道S316。
一、首先建立施工控制網(wǎng)
施工控制網(wǎng)是為本立交橋的施工放樣而建立的，按三角網(wǎng)平面控制測量三等技術(shù)指標(biāo)確定。
本立交橋的放樣，遵循“由整體到局部、由高級到低級、先控制后碎部”的原則。首先建立施工控制網(wǎng)，由施工控制網(wǎng)放樣立交橋的樁位，再根據(jù)樁位的幾何關(guān)系，由主軸線放樣出輔助軸線，最后放樣出立交橋的細(xì)部位置。采用這樣的放樣程序，能保證放樣的立交橋各元素間的幾何關(guān)系，保證整個(gè)工程和各建筑物的整體性和流暢性。
按照勘察設(shè)計(jì)單位提供的橋位總平面圖和測圖控制網(wǎng)中新設(shè)置的基線樁、水準(zhǔn)標(biāo)點(diǎn)以及重要標(biāo)志的保護(hù)樁，進(jìn)行三角控制網(wǎng)的復(fù)測，并根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的精度要求和施工方案，補(bǔ)充加密施工所需要的各種標(biāo)樁，建立滿足施工要求的平面和高程施工測量控制網(wǎng)，并進(jìn)行平差計(jì)算。
1、建立施工平面控制網(wǎng)
平面控制網(wǎng)是工程立交橋場區(qū)內(nèi)樁位施工定位的基本依據(jù)。施工控制網(wǎng)點(diǎn)位置恰當(dāng)，堅(jiān)固穩(wěn)定，使用方便，便于保存且密度也較大，以便使用時(shí)有靈活選擇的余地。根據(jù)本工程特點(diǎn)及施工現(xiàn)場條件，并充分考慮立交橋的分布、施工的順序、施工的方法以及施工場地的布置情況，本工程施工平面控制網(wǎng)布設(shè)為小三角控制網(wǎng)。
（1）嚴(yán)格按照立交橋的性質(zhì)對控制網(wǎng)的精度要求建立相應(yīng)等級的施工控制網(wǎng)，并進(jìn)行平差計(jì)算以滿足工程立交橋限差的要求，保證工程質(zhì)量。
（2）為了能使三角點(diǎn)長期保存和使用，首先根據(jù)總平面圖進(jìn)行選點(diǎn)設(shè)計(jì)，然后到實(shí)地核對并修改落實(shí)點(diǎn)位。
（3）三角點(diǎn)之間保證通視良好，便于埋設(shè)標(biāo)志和觀測作業(yè)，并考慮便于加密和擴(kuò)展。
（4）三角點(diǎn)選定后，埋設(shè)永久性標(biāo)石一塊，頂面需平整，且標(biāo)志明顯，并刻鑿點(diǎn)號。
標(biāo)石埋設(shè)方法如圖1
圖1 三角控制點(diǎn)詳圖
（5）保證角度觀測的質(zhì)量，要選擇較好的天氣和成像良好的時(shí)間進(jìn)行。觀測前檢查目標(biāo)是否偏心，全站儀在測站要精確對中、整平。
(6)三角網(wǎng)的角度觀測采用全圓測回法，其測回?cái)?shù)及測量限差符合JTT3.2.2-2三角測量的技術(shù)要求。
2、 建立高空測量站
由于工程場地高差大，障礙物多，相互透視很難保證，為了快速、高效地完成施工測量任務(wù)，在附近較高建筑物頂層建立三級導(dǎo)線高空測量站。
3、建立施工高程控制網(wǎng)
根據(jù)施工現(xiàn)場的條件，本工程施工高程控制網(wǎng)分兩級布設(shè)，首級高程控制點(diǎn)設(shè)五個(gè)（見下圖），按國家III等水準(zhǔn)網(wǎng)測設(shè)，控制整個(gè)施工場地，并與國家II等水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測，作為高程起算的根據(jù)，第二級高程控制網(wǎng)是在首級III等水準(zhǔn)網(wǎng)的基礎(chǔ)進(jìn)行加密的IV等水準(zhǔn)網(wǎng)，共設(shè)置四個(gè)，作為施工中的輔助水準(zhǔn)點(diǎn)。
（1）水準(zhǔn)點(diǎn)和施工水準(zhǔn)點(diǎn)的埋設(shè)形式：采用砼標(biāo)石。（如圖2）
圖2 水準(zhǔn)基點(diǎn)詳圖
（2）水準(zhǔn)測量操作中注意的事項(xiàng)：
①測量前檢校好儀器及銦鋼水準(zhǔn)尺；
②在堅(jiān)實(shí)地面上設(shè)站和選定轉(zhuǎn)點(diǎn)，并盡可能使前后視距相等；
③視線長度一般在50m以內(nèi)，視線高度高于地面一般不小于0.3，瞄準(zhǔn)和讀數(shù)時(shí)，要仔細(xì)對光，消除視差；
④讀數(shù)前嚴(yán)格檢查管水準(zhǔn)氣泡居中，讀數(shù)后及時(shí)檢查氣泡位置，讀數(shù)不要漏掉數(shù)或零；
⑤標(biāo)尺要嚴(yán)格扶直，儀器搬站時(shí)，前視尺墊不能動，但可以將標(biāo)尺取下，待下站觀測時(shí)，再將標(biāo)尺放上；
⑥觀測時(shí)間選在成像清晰穩(wěn)定時(shí)，中午溫度高、折光強(qiáng)時(shí)不宜觀測，陽光較強(qiáng)時(shí)使用測傘；
⑦觀測時(shí)做到儀器、標(biāo)尺、測站、線路、人員五固定且遵循“后、前、前、后”的觀測順序；
⑧同一測站觀測時(shí)，不得兩次調(diào)焦；
⑨旋動儀器的傾斜螺旋和測微鼓時(shí)，其最后施進(jìn)方向，均為旋進(jìn)。
二. 選點(diǎn)：
1.選點(diǎn)員接技術(shù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行踏勘，并實(shí)地核對、調(diào)整確定點(diǎn)位。點(diǎn)位有利于采用其它測量方法擴(kuò)展和聯(lián)測，對需做水準(zhǔn)聯(lián)測的點(diǎn)位還應(yīng)踏勘水準(zhǔn)路線。
2.點(diǎn)位選在基礎(chǔ)穩(wěn)定，并易于長期保存的地點(diǎn)。
3.點(diǎn)位便于放置儀器，視野開闊，現(xiàn)場內(nèi)不應(yīng)有高度角大于15°的成片障礙物，否則繪制點(diǎn)位環(huán)視圖。
4.點(diǎn)位附近不應(yīng)有強(qiáng)烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體，點(diǎn)位距大功率無線電發(fā)射源（如微波站、雷達(dá)站等）的距離不小于400M，電源220KV以上電力線路的距離不小于50M。
5.點(diǎn)位利于立交橋測量定位與施工放線，且距匝道中心線不宜小于50M，并不大于300M。
三. 埋石
1.各級全站儀點(diǎn)的標(biāo)石均設(shè)有中心標(biāo)志，中心標(biāo)志用直徑不小于14MM的鋼筋制作，并用清晰、精細(xì)的十字線刻成直徑小于1MM的中心點(diǎn)。標(biāo)石表面有點(diǎn)名及施測單位名稱。
2.全站儀設(shè)置點(diǎn)的標(biāo)石可按上圖（標(biāo)石規(guī)格）進(jìn)行預(yù)制，亦可現(xiàn)澆。埋設(shè)時(shí)坑底填以砂石并搗固密實(shí)。本現(xiàn)澆200MM厚的混凝土。埋設(shè)的點(diǎn)待沉降穩(wěn)定后方可使用。
3.根據(jù)需要可埋設(shè)有強(qiáng)制對中裝置的觀測墩3-4個(gè)。
（1)用計(jì)算機(jī)與全站儀聯(lián)接的網(wǎng)絡(luò)將主橋和匝道的樁位的三維座標(biāo)值輸入計(jì)算機(jī)內(nèi)，再通過通迅軟件將相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到全站儀內(nèi)。
（2)外業(yè)：為提高測量精度，減少搬站次數(shù)，將全站儀架設(shè)在南三環(huán)立交橋上高空測量站上，后面三角控制網(wǎng)中心點(diǎn)建站，可依次測出每根樁位。
（3)復(fù)核：采用坐標(biāo)測量軟件對各個(gè)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核，并按記錄軟件程序進(jìn)行操作，及通過計(jì)算機(jī)對成果進(jìn)行分析，其結(jié)果符合《工程測量規(guī)范》的等級時(shí)，方可進(jìn)行引樁（十字控制）。
四. 施工放樣
在進(jìn)行放樣之前，測量人員首先要熟悉建筑物的總體布置圖和細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖，根據(jù)由整體到局部的原則，以控制網(wǎng)作為放樣依據(jù)，找出主要軸線和主要點(diǎn)的設(shè)計(jì)位置，以及各部分間的幾何關(guān)系，再結(jié)合現(xiàn)場條件與控制點(diǎn)的分布，研究并采用適宜的放樣方法。
曲線的主點(diǎn)是整條曲線的控制點(diǎn)，因此放樣曲線時(shí)首先要放樣其主點(diǎn)。主點(diǎn)放樣后認(rèn)真校核，檢查無誤后釘大方木樁或道釘表示各主點(diǎn)點(diǎn)位，旁邊釘護(hù)樁注記上點(diǎn)名和里程。
1.內(nèi)業(yè)：利用計(jì)算機(jī)與全站儀聯(lián)接的網(wǎng)絡(luò)將主橋和匝道的每根樁位的三維座標(biāo)值輸入計(jì)算機(jī)內(nèi)，再通過通迅軟件將相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到全站儀內(nèi)。
2.外業(yè)：為提高測量精度，減少搬站次數(shù)，將全站儀架設(shè)在南三環(huán)立交橋高空測量站上，后面三角控制網(wǎng)中心點(diǎn)建站，可依次測出每根樁位。
3.復(fù)核：采用坐標(biāo)測量軟件對各個(gè)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核，并按記錄軟件程序進(jìn)行操作，及通過計(jì)算機(jī)對成果進(jìn)行分析，其結(jié)果符合《工程測量規(guī)范》的等級時(shí)，方可進(jìn)行引樁（十字控制）見圖3。
圖3 十字控制樁
五. 箱梁底板模板及內(nèi)外側(cè)邊線的控制
如圖4所示，橋底模板鋪設(shè)、固定完畢以后，將道路中心線及各軸線位置恢復(fù)放樣至模版表面上，然后根據(jù)圖紙尺寸，依次放樣出圖中1、2、3及1'、2'、3'直（曲）線的位置，彈上墨線，以此控制整段橋箱梁底板模板及內(nèi)外側(cè)邊線，從而保證成品的順直與圓滑。
六. 防撞墻施工的軸線控制
橋面施工完畢后，將橋梁中心線全部恢復(fù)放樣至橋面上并彈墨線，然后根據(jù)剖面圖中的尺寸，由橋梁中心線引測放樣出防撞墻的中心線及施工的模板控制線，由此嚴(yán)格控制防撞墻的位置。
七. 高程放樣
橋涵結(jié)構(gòu)物的高程放樣，主要采用幾何水準(zhǔn)測量的方法，有時(shí)也采用鋼尺直接丈量豎直距離；對于高橋墩則可采用懸掛鋼尺進(jìn)行高程傳遞或三角高程測量的方法進(jìn)行。
圖4 橋體模板控制線
1 、 應(yīng)用幾何水準(zhǔn)測量方法放樣高程時(shí)，首先將高程控制點(diǎn)以必要的精度引測到施工區(qū)域，建立臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)。臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)的密度保證只架設(shè)一次儀器就可以放樣出所需要的高程。
根據(jù)已知水準(zhǔn)點(diǎn)的高程，放樣設(shè)計(jì)高程的方法如圖5所示：圖中HA為已知水準(zhǔn)點(diǎn)的高程，a為已知點(diǎn)上水準(zhǔn)尺的讀數(shù)，儀器的視線高Hi=HA+a。若待放樣點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程為H，則可計(jì)算出待放樣點(diǎn)上水準(zhǔn)尺的讀數(shù)b=Hi-H，然后中下移動水準(zhǔn)尺使儀器照準(zhǔn)B尺上的讀數(shù)為b，并將其零點(diǎn)標(biāo)定出來，此點(diǎn)即為設(shè)計(jì)高程的放樣點(diǎn)。
當(dāng)HB>Hi時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場條件，可將尺子倒立，使視線對準(zhǔn)B尺上的讀數(shù)b，這時(shí)尺子零點(diǎn)的高程即為待放樣點(diǎn)的高程。
圖5 高程放樣圖
2、 用懸掛鋼尺或三角高程放樣的方法進(jìn)行。
懸掛鋼尺法，所采用的鋼尺經(jīng)過檢定并有其尺長改正方程式，施測時(shí)記錄氣溫并對鋼尺施加標(biāo)準(zhǔn)拉力。如圖6所示：
圖6 懸掛鋼尺放樣高程圖
A為已知水準(zhǔn)點(diǎn)，鋼尺懸掛完畢，置鏡于I1點(diǎn)，觀測A點(diǎn)的水準(zhǔn)尺讀數(shù)a，再觀測鋼尺上的讀數(shù)c；將儀器轉(zhuǎn)移到I2點(diǎn)，先觀測鋼尺讀數(shù)d，再觀測B點(diǎn)的水準(zhǔn)尺讀數(shù)b，則B點(diǎn)高程為：HB = HA — b + a +（d — c）每一懸掛鋼尺水準(zhǔn)測量進(jìn)行4測回觀測，測回間較差小于Δ=4MD。
八. 沉降觀測
根據(jù)《建筑變形測量規(guī)程》的要求與規(guī)定，該立交橋工程在各個(gè)樁柱上均設(shè)置沉降觀測點(diǎn)。
1. 沉降觀測點(diǎn)的標(biāo)志：
其標(biāo)志按螺栓式隱蔽標(biāo)志埋設(shè)（見圖7）。
圖7 沉降觀測點(diǎn)螺栓式標(biāo)志
2. 沉降觀測的周期和時(shí)間：沉降觀測的時(shí)間和次數(shù)，根據(jù)工程性質(zhì)、工程進(jìn)度、地基土質(zhì)情況及基礎(chǔ)荷重增加情況等決定。
（1）施工階段的觀測：
根據(jù)立交橋工程的施工特點(diǎn)，擬在下述階段進(jìn)行沉降觀測：
柱施工完作首次觀測——箱梁砼完（第二次）——箱梁拆模（第三次）——橋面、防撞墻施工完（第四次）——交工（第五次）。
注：卸落支架時(shí)（第三次），設(shè)專人用儀器隨時(shí)觀測墩臺變化情況，并作詳細(xì)記錄。
（2）使用階段的觀測：視地基土類型和沉降速度大小而定，一般情況下可在第一年觀測3-4次，第二年觀測2-3次，第三年后每年一次，直至穩(wěn)定為止。
（3）沉降觀測技術(shù)資料的整理與分析
每次觀測記載施工進(jìn)度、增加荷載量、建筑物傾斜裂縫等各種影響沉降變化和異常的情況；每周期觀測后，及時(shí)對觀測資料進(jìn)行整理，計(jì)算觀測點(diǎn)的沉降量、沉降差以及本周期平均沉降量和沉降速度。觀測工作結(jié)束后，提交下列成果：
①沉降觀測成果表；
②沉降觀測點(diǎn)位分面圖及各周期沉降展開圖；
③v-t-s（沉降速度、時(shí)間、沉降量）曲線圖；
④p-t-s（荷載、時(shí)間、沉降量）曲線圖；
⑤建筑物等沉降曲線圖；
⑥沉降觀測分析報(bào)告。
九. 測量技術(shù)要點(diǎn)
1.變形測量的首次（即零周期）適當(dāng)增加觀測量，以提高初始值的可靠性；
2.不同周期觀測時(shí)，宜采用相同的觀測網(wǎng)形和觀測方法，并固定觀測人員，使用相同類型的測量儀器，選擇最佳觀測時(shí)段，在基本相同的環(huán)境和條件下觀測；
3.觀測標(biāo)志的立尺部位加工或串球形或有明顯的突出點(diǎn)，并涂上防腐劑，并視立尺需要離開柱面和地面一定距離；
4.在觀測過程中，如有基礎(chǔ)附近地面荷載突然增減、基礎(chǔ)四周大量積水、長時(shí)間連續(xù)降水等情況，均及時(shí)增加觀測次數(shù)，當(dāng)建筑物突然發(fā)生大量沉降、不均勻沉降或嚴(yán)重裂縫時(shí)，立即進(jìn)行逐日或幾天一次的連續(xù)觀測；
5.在標(biāo)尺分劃線呈像清晰和穩(wěn)定的條件下進(jìn)行觀測，不得在日出后或日出前約半小時(shí)、太陽中天前后、風(fēng)力大于四級、氣溫突變時(shí)以及標(biāo)尺分劃線呈像跳動而難以照準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行觀測。晴天觀測時(shí)使用測傘為儀器遮蔽陽光；
6.作業(yè)中經(jīng)常對水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)標(biāo)尺的水準(zhǔn)器和垂直角進(jìn)行檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)觀測成果出現(xiàn)異常情況并認(rèn)為與儀器有關(guān)時(shí)，及時(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)與校正；
7.測站觀測限差超限，立即重測；當(dāng)遷站后發(fā)現(xiàn)超限時(shí)，從水準(zhǔn)點(diǎn)開始重測；
8.觀測時(shí)儀器避免安置在有空壓機(jī)、攪拌機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)等振動影響的范圍內(nèi)。
總結(jié)：GPS定位測量雖然已經(jīng)廣泛應(yīng)用，但很多施工單位仍然采用傳統(tǒng)的測量方法手段，我們通過嚴(yán)格的控制和程序，采用水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀的傳統(tǒng)測量儀器和方法，圓滿完成了立交橋復(fù)雜工程的施工測量工作，積累了測量工作經(jīng)驗(yàn)，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，有較大的現(xiàn)實(shí)使用價(jià)值。
參考文獻(xiàn):
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